Basi di Dati Spaziali. Progettazione concettuale e logica

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1 Corso di Basi di Dati Spaziali Progettazione concettuale e logica Angelo Montanari Donatella Gubiani

2 Progettazione di una base di dati È una delle attività svolte nell ambito del processo di sviluppo dei sistemi informativi e va inquadrata in tale contesto Il ciclo di vita dei sistemi informativi: insieme delle attività svolte da analisti, progettisti e utenti nel corso dello sviluppo e dell utilizzo dei sistemi informativi attività iterativa (ciclo) 2

3 Studio di fattibilità Raccolta e analisi dei requisiti Progettazione Realizzazione Validazione e collaudo Funzionamento 3

4 Requisiti della base di dati PROGETTAZIONE CONCETTUALE Schema concettuale PROGETTAZIONE LOGICA Schema logico PROGETTAZIONE FISICA Schema fisico 4

5 Progettazione concettuale Progettazione logica Progettazione fisica 5

6 PROGETTAZIONE CONCETTUALE Passaggio da una descrizione informale del dominio applicativo ad un modello conforme al dominio indipendente dalla struttura logica e fisica dei dati 6

7 Modellazione concettuale dei dati Primitive concettuali costrutti e regole REALTÀ Modalità di descrizione Linguaggio testuale sintassi e simboli grafici Processo di modellazione Notazione grafica SCHEMA CONCETTUALE 7

8 Modello concettuale Collezione di concetti/costrutti che possono essere utilizzati per descrivere un insieme di dati e, in taluni casi, le relative operazioni (tipi di dato astratti) Permettono di rappresentare in modo strutturato (un astrazione di) la realtà 8

9 Per modellare dati spaziali (Come visto in precedenza) Requisiti sostanzialmente diversi delle applicazioni tradizionali: dati con estensione e posizione spaziale dualità delle visioni ad oggetti e a campi informazioni incomplete diverse rappresentazioni degli oggetti relazioni spaziali fra oggetti Soluzione: estendere i modelli dei dati tradizionali 9

10 Formalismi I modelli proposti in letteratura si basano su: Formalismo Entità-Relazioni (ER) Formalismi Orientati agli Oggetti (OO) Formalismo IFO 10

11 Modelli basati sul formalismo ER - 1 Modello formale che aderisce il più possibile al dominio applicativo Caratterizzato da due concetti fondamentali: Entità Relazione Più alcuni concetti addizionali: Attributo, Generalizzazione, Categoria,.. 11

12 Modelli basati sul formalismo ER - 2 Introducono entità con riferimento spaziale e relazioni di tipo spaziale Rappresentanti principali di questa famiglia di modelli: MODUL-R, GISER, GeoER 12

13 Modelli basati sui formalismi OO - 1 Elementi comuni: Classi di oggetti Attributi Metodi Specializzazioni Le classi di oggetti sono suddivise in georeferenziate o non georeferenziate 13

14 Modelli basati sui formalismi OO - 2 Ulteriori costrutti semantici, presenti in alcuni casi, sono ad esempio: Relazioni topologiche Aggregazioni spaziali Rappresentanti principali di questa famiglia di modelli: MGEO/MGEO+, GeoOOA, OMT-G, Object-Relational, MADS, GeoFrame, GMOD, CONGOO 14

15 Modelli basati sul formalismo IFO - 1 Concetti chiave: Tipi atomici, suddivisi in astratti, stampabili e liberi Tipi complessi Frammenti 15

16 Modelli basati sul formalismo IFO - 2 Utilizzano una modellazione dei concetti geografici complessa e poco intuitiva Rappresentanti principali di questa famiglia di modelli: GeoIFO, Modello IFO per applicazioni geografiche 16

17 Il modello GeoER Estensione del modello ER Elementi distintivi: posizione dell oggetto nello spazio viste di oggetti geografici attributi dipendenti dallo spazio relazioni spaziali oggetti geografici complessi 17

18 Elementi distintivi Spazio di riferimento: piano euclideo Nuovi costrutti: territorio di schema entità geometrica generalizzazione di entità geometriche composizione di entità geometriche contenimento di entità geometriche 18

19 Territorio di schema Territorio di schema: poligono che rappresenta il territorio contenente tutti i valori geometrici che possono essere ottenuti istanziando un dato schema concettuale 19

20 Domini spaziali - 1 Spazio di riferimento: piano euclideo (R 2 ) Oggetti: insiemi di punti Definizioni: Disco aperto: è un insieme di punti in R 2 limitato da una circonferenza (circonferenza esclusa) Intorno di un punto p R 2 : è qualsiasi disco aperto contenente p 20

21 Domini spaziali - 2 Dato un insieme di punti X R 2, si introducono le seguenti definizioni: un punto p R 2 è vicino a (near) X se ogni intorno di p contiene punti di X X è aperto se per ogni p X esiste un intorno di p contenuto in X X è chiuso se contiene tutti i punti vicini a X Chiusura di X (X - ): è l unione di X con l insieme di tutti i suoi punti vicini 21

22 Domini spaziali - 3 Interior di X (X ): è l'insieme di tutti i punti di X che non sono vicini al complemento di X (X'=R 2 X) Boundary di X ( X): è l'insieme di tutti i punti che sono vicini sia a X che a X' ( X=X - -X ) 22

23 Domini spaziali - 4 Un insieme di punti X R 2 si dice un insieme chiuso regolare se e solo se: X =X Un insieme di punti X R 2 si dice pathconnesso se per ogni coppia di punti appartenenti a X esiste un cammino (path) completamente contenuto in X che li congiunge Cammino (definizione intuitiva): curva senza interruzioni 23

24 Domini spaziali - 5 Omomorfismo: è una biiezione definita su R 2 che trasforma ogni intorno del dominio in un intorno del codominio: h: R 2 R 2 Due insiemi X e Y sono topologicamente equivalenti se esiste un omomorfismo che applicato a X produce Y Un omomorfismo equivale ad una trasformazione "rubber sheet" (foglio di gomma) che stira e distorce il piano (foglio) senza però produrre pieghe o strappi 24

25 Entità Un entità è un insieme di oggetti del mondo reale, rilevanti per l applicazione, caratterizzati da proprietà comuni e dotati di esistenza autonoma Tipi di entità: Entità (normale) Entità geometrica Entità (normale) con attributo geometrico E presente, inoltre, il tipo di entità debole 25

26 Tipi di Entità Tipi di entità: Entità (normale) Entità geometrica Entità (normale) con attributo geometrico Notazione: 26

27 Tipo di Entità Geometrica La dichiarazione di un tipo di entità geometrica definisce una proprietà valida su alcune porzioni del territorio di schema. E possibile dichiarare proprietà aggiuntive quali attributi relazioni geometriche Ogni tipo di entità geometrica ha obbligatoriamente associato un tipo geometrico PUNTO (PT) LINEA (LN) POLIGONO (PG) 27

28 Tipo Geometrico Poligono Un poligono è l'unione di: insiemi chiusi regolari e connessi di R 2 linee punti isolati contenente almeno un insieme chiuso regolare e connesso Gli insiemi chiusi regolari e connessi possono contenere buchi Le linee e i punti isolati rappresentano poligoni degeneri. 28

29 Esempio del Tipo Geometrico Poligono 29

30 Tipo Geometrico Linea Una linea è l'unione di: archi semplici (insiemi di R 2 omomorfi ad un segmento di retta e quindi connessi) punti isolati (punti di R 2 non contenuti in insiemi del primo tipo) contenente almeno un insieme omomorfo ad un segmento di retta I punti rappresentano curve degeneri 30

31 Esempio del Tipo Geometrico Linea 31

32 Tipo Geometrico Punto Un qualsiasi insieme di punti isolati del piano 32

33 Vincolo di mutua esclusione tra punti e linee Tra le istanze di entità geometriche di tipo linea e di tipo punto viene fatta implicitamente la seguente assunzione (se la si vuole rilasciare, occorre farlo in modo esplicito): UN PUNTO NON È MAI CONTENUTO IN UNA LINEA 33

34 Istanza di entità geometrica Porzione del territorio di uno schema avente le seguenti caratteristiche: su tutta la porzione di territorio che la costituisce, vale la proprietà definita dal tipo di entità geometrica cui l'istanza appartiene tutte le proprietà aggiuntive definite per quel tipo di entità geometrica hanno lo stesso valore su tutta la porzione di territorio due diverse istanze di entità geometrica differiscono o nella geometria o nel valore di almeno una delle proprietà aggiuntive 34

35 Esempio di istanza di entità geometrica Si noti che la definizione non richiede che le porzioni di territorio costituenti due diverse istanze di entità geometrica siano disgiunte 35

36 Entità normale con attributo geometrico E una funzione che, data un istanza e dell entità normale, restituisce un istanza e di entità geometrica. Tale istanza e è totalmente individuata dall essere il valore dell attributo geometrico di e. L attributo geometrico di un entità normale, se presente, è unico. 36

37 Attributi - 1 Descrivono una proprietà elementare di un'entità (o di una relazione), rilevante ai fini dell'applicazione. Possibile dominio di un attributo: numerico, stringa, enumerativo, record Tipi di attributo: semplice composto chiave multivalore 37

38 Attributi

39 Esempio Entità (normale) con attributo geometrico NOTA:l attributo TIPO indica la tipologia di strada che può essere urbana, extraurbana 39

40 Relazioni Rappresentano un legame logico fra due o più entità Vincoli di partecipazione: totale parziale di cardinalità: uno molti 40

41 Esempio di relazione Legame studenti/esami (entità normali): 41

42 Generalizzazione - 1 Una generalizzazione consiste di un tipo di entità padre E e di un insieme di tipi di entità figlio (E 1,...,E n ) Per ogni i, le istanze di E i sono un sottoinsieme delle istanze di E 42

43 Generalizzazione

44 Generalizzazione che coinvolge entità geometriche Caratteristiche distintive: l'entità geometrica E non possiede proprietà aggiuntive ogni istanza di un entità geometrica Ei, sottotipo dell'entità geometrica E, è anche istanza di E la gerarchia è sempre totale/esclusiva (ogni istanza dell entità geometrica E è anche istanza di una e una sola delle entità geometriche Ei) 44

45 Vincolo di intersezione non nulla - 1 Lega tra loro due tipi di entità geometriche, imponendo che: tutte le istanze del primo tipo di entità geometrica abbiano intersezione non nulla con almeno un'istanza del secondo tipo di entità (unidirezionale), oppure tutte le istanze del secondo tipo di entità geometrica abbiano intersezione non nulla con almeno un'istanza del primo tipo di entità (unidirezionale), oppure entrambe (bidirezionale) 45

46 Vincolo di intersezione non nulla

47 Relazione di composizione - 1 Una relazione di composizione consiste di un tipo di entità geometrica padre E e di un insieme di tipi di entità geometrica figlio E 1,...,E n Le istanze di E sono costituite dall'unione di istanze di E 1,...,E n I tipi geometrici delle entità geometriche che partecipano alla relazione sono uguali 47

48 Relazione di composizione

49 Relazione di contenimento - 1 Una relazione di contenimento consiste di un tipo di entità geometrica padre E e di un insieme di tipi di entità geometrica figlio E 1,...,E n Ogni istanza di E 1,...,E n è interamente contenuta in una e una sola istanza di E 49

50 Relazione di contenimento

51 Forme sintetiche - 1 Attributo a tratti: funzione che associa un valore di un attributo a porzioni delle istanze di un'entità geometrica lineare le porzioni alle quali la funzione associa uno stesso valore per l'attributo a tratti A sono dette tratti omogenei rispetto ad A 51

52 Forme sintetiche

53 Forme sintetiche - 3 Attributo a sottoaree: funzione che associa un valore di un attributo a porzioni delle istanze di un'entità geometrica poligonale le porzioni alle quali la funzione associa lo stesso valore dell'attributo a sottoaree A sono dette aree omogenee rispetto ad A 53

54 Una proposta originale: il modello GeoGraph Un analisi dei modelli proposti in letteratura rispetto ad alcuni criteri fondamentali, quali: potenza espressiva semplicità prossimità ai modelli logici spaziali (in primis, Oracle Spatial) ha rivelato come nessun modello sia del tutto soddisfacente. I modelli più significativi sono due modelli appartenenti al formalismo OO: OMT-G e MADS 54

55 GeoGraph: caratteristiche Incorpora le principali caratteristiche dei modelli OMT-G e MADS in un modello Entità-Relazioni esteso Dal modello Entità-Relazioni mutua i concetti di: Entità ed entità debole Attributo, (chiave, a singolo valore o multivalore, semplice o composti, derivato) Relazione Relazione di specializzazione Inoltre, introduce nuovi concetti quali.. 55

56 Entità georeferenziate - 1 Entità Spaziale Le entità georeferenziate sono associate ad uno dei seguenti tipi geometrici: POINT, MULTIPOINT, LINE, MULTILINE, POLYGON, MULTIPOLYGON, COLLECTION, OTHER GEOMETRY? 56

57 Entità georeferenziate - 2 Tipi di entità georeferenziate: Entità con geometria (implicita) Entità puramente geometrica (identificata dalla sua geometria) 57

58 Attributi spaziali Nelle entità non puramente geometriche possono comparire attributi userdefined con dominio geometrico NOTA: non si tratta della geometria delle entità spaziali 58

59 Relazioni topologiche - 1 Entità Spaziale Relazione topologica Entità Spaziale GeoGraph supporta un insieme completo e minimale di relazioni topologiche tra due geometrie arbitrarie in R 2 59

60 Relazioni topologiche - 2 Relazioni topologiche supportate dal modello: disgiunzione, adiacenza, uguaglianza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti e sovrapposizione con intersezione dei bordi 60

61 Relazioni topologiche - 3 Sono stati introdotti dei vincoli di integrità sulle relazioni tra coppie di entità georeferenziate 1 a entità Point Line 2 a entità Point Line Polygon Multipoint Multiline Multipolygon Point Line Polygon Disgiunzione, uguaglianza Disgiunzione, adiacenza Disgiunzione, adiacenza Disgiunzione, adiacenza, uguaglianza Disgiunzione, adiacenza Disgiunzione, adiacenza Disgiunzione, inclusione Tutte Possibili relazioni Disgiunzione, adiacenza, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi 61

62 Relazioni topologiche a entità Line Polygon 2 a entità Multipoint Multiline Multipolygon Point Line Polygon Multipoint Multiline Multipolygon Disgiunzione, adiacenza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Tutte Disgiunzione, adiacenza, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Disgiunzione, adiacenza, inclusione Disgiunzione, adiacenza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Tutte Disgiunzione, adiacenza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Disgiunzione, adiacenza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Tutte Relazioni possibili 62

63 Relazioni topologiche a entità Multipoint Multiline 2 a entità Point Line Polygon Multipoint Multiline Multipolygon Point Line Polygon Disgiunzione, adiacenza, uguaglianza, copertura Disgiunzione, adiacenza Disgiunzione, adiacenza, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Disgiunzione, adiacenza, uguaglianza, inclusione, copertura, sovrapposizione con intersezione dei bordi Disgiunzione, adiacenza Disgiunzione, adiacenza, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Disgiunzione, inclusione Tutte Relazioni possibili Disgiunzione, adiacenza, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi 63

64 Relazioni topologiche a entità Multiline Multipolygon 2 a entità Multipoint Multiline Multipolygon Point Line Polygon Multipoint Multiline Multipolygon Disgiunzione, adiacenza, inclusione Tutte Disgiunzione, adiacenza, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Disgiunzione, adiacenza, inclusione Disgiunzione, adiacenza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Tutte Disgiunzione, adiacenza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Disgiunzione, adiacenza, inclusione, copertura, sovrapposizione con bordi disgiunti, sovrapposizione con intersezione dei bordi Tutte Relazioni possibili 64

65 Relazioni topologiche - 7 Esempio. Modellare l entità Stato (Multipoligono) che contiene al suo interno l entità Città (Punto). Nota: la relazione non è simmetrica! 65

66 Relazioni metriche e direzionali GeoGraph supporta relazioni: metriche direzionali 66

67 Aggregazioni spaziali - 1 Aggregazione spaziale tra due entità georeferenziate situazione in cui un entità Intero è composta da un insieme di entità Parte Entità Spaziale Entità Spaziale Intero Parte Le parti non possono sovrapporsi e la geometria dell intero è pienamente coperta dalla geometria delle parti 67

68 Aggregazioni spaziali - 2 Sono stati introdotti dei vincoli (ovvi) sulla partecipazione delle entità georeferenziate alle aggregazioni spaziali Entità intero Point Multipoint Line Multiline Polygon Multipolygon Collection Other geometry Entità parte nessuna Point e Multipoint Line Line e Multiline Polygon Polygon e Multipolygon tutte tutte 68

69 Aggregazioni spaziali - 3 Esempio. Modellare l entità Regione (poligono) come aggregato di entità Provincia (poligono) Regione Provincia 69

70 Specializzazioni cartografiche - 1 Specializzazione cartografica: Specializzazione sui generis in cui ad un entità vengono associate molteplici geometrie (diversi modi in cui può essere rappresentata) Si distingue in: variazione di forma: diverse forme geometriche associate ad una data entità ad una specifica scala variazione di scala: diverse forme geometriche associate ad una data entità a scale diverse 70

71 Specializzazioni cartografiche - 2 Cimitero Città CimiteroCroce CimiteroArea Variazione di forma CittàPunto Variazione di scala CittàPoligono 71

72 Territorio di Schema È una particolare entità spaziale con un unica istanza Rappresenta il territorio all interno del quale devono essere istanziati tutti i valori geometrici dello schema concettuale si possono specificare relazioni di aggregazione e copertura che coinvolgono il territorio di schema Territorio di Schema 72

73 Campi - 1 Permettono di modellare la visione a campi campo Possono essere associati al territorio di schema o ad entità 73

74 Campi - 2 Ai campi possono essere associate diverse tipologie di campionamento 74

75 Strumento sviluppato Strumento grafico per la sintesi di schemi GeoGraph Linguaggio di programmazione usato: Java Funzionalità: Strumenti per disegnare i diagrammi Dialoghi per modificare le caratteristiche degli elementi del diagramma Visualizzazione di un albero che definisce la struttura del modello Salvataggio su file e stampa dei diagrammi Taglia-copia-incolla, annullamento e ripristino, zoom, visualizzazione di righello, griglia e porte di connessione tra i nodi del grafico 75

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77 Caso di studio Progetto di un sistema informativo geografico per la gestione delle risorse faunistico-venatorie di una regione. 77

78 Risorse faunistico-venatorie id categoria Distretto venatorio nome 1:1 Manufatto id Zona faunistica nome contiene nome 0:N Riserva di caccia Comune Zona faunistica non produttiva Zona faunistica produttiva nome Riserva "multicomune" Riserva "standard" Riserva "sottocomune" Comune "multiriserva" Comune "standard" Comune "sottoriserva" 1:1 2:N Entita' territoriale complessa 1:1 e' situata in 1:1 2:N 1:1 corrisponde a Oasi faunistica Parco naturale Riserva naturale Zona cinofila Azienda agrituristica venatoria Zona di ripopolamento faunistico contiene 78

79 GeoGraph e ChronoGeoGraph ChronoGeoGraph estende GeoGraph con l introduzione di: 4 dimensioni temporali: tempo di validità e/o tempo di esistenza (lifespan) tempo di transazione tempo dell evento tempo di disponibilità collezioni temporali relazioni di sincronizzazione eventi 79

80 Esempio 80

81 Granularità dei dati spaziali Obiettivo: analizzare in dettaglio uno degli aspetti che caratterizzano i dati spaziali proporre un metodo di gestione a livello concettuale Idea di base: passare da una rappresentazione unica ad una rappresentazione multipla Due aspetti: spaziale semantico 81

82 Granularità spaziale CONCETTO: livello di dettaglio legato alla rappresentazione spaziale (geometria) dei dati Elementi basilari: RISOLUZIONE: dimensione geometrica minima distinguibile nella rappresentazione, e quindi, livello di dettaglio a cui un oggetto è memorizzato SCALA: rapporto fra la dimensione nella realtà e quella della rappresentazione sulla mappa Estensione dei modelli esistenti con l introduzione di costrutti adeguati: specializzazioni cartografiche, diagrammi di trasformazione e presentazione (OMT-G), raffinamento e ridefinizione (MADS) 82

83 Granularità semantica CONCETTO: livello di dettaglio semantico legato alle informazioni che l utente desidera rappresentare Meccanismi per analizzare la struttura semantica delle informazioni: classificazione scomposizione in parti (relazione parte-intero) Modelli concettuali e relazione parte-intero: estensione dei modelli esistenti con l introduzione della relazione di aggregazione 83

84 Relazioni tra granularità spaziale e semantica Struttura ad albero Allo stesso livello semantico possono corrispondere più livelli spaziali Talvolta, allo stesso livello spaziale possono corrispondere più livelli semantici 84

85 GeoGraph e Granular GeoGraph GeoGraph: ER più costrutti di MADS e OMT-G Costrutti legati alla granularità: Specializzazione cartografica Variazione di forma Variazione di scala Aggregazione spaziale Granular GeoGraph: Risoluzione Aggregazione Struttura granulare 85

86 Risoluzione Costrutto di entità spaziale modificato: AreaIndagine 5000,2000,1000 Ripercussioni sul resto del modello: Specializzazione cartografica variazione di scala:gerarchia che indica come la geometria possa cambiare al variare della risoluzione variazione di forma:stessa risoluzione a tutte le specializzazioni Relazioni topologiche: relazioni fra entità definite alla stessa risoluzione Aggregazione: gerarchia di geometrie che indica come la composizione possa variare al variare variare della risoluzione 86

87 Aggregazione Aggregazione multipla: città strada terreno Partecipazione: sito 0:n subarea Diverse tipologie intervento fase di aggregazione: non spaziale regione provincia spaziale semantica sito particella 87

88 Struttura granulare Evidenza i diversi livelli di dettaglio legati ad una particolare entità AreaIndagine 5000,2000,1000 determina SubArea 2000,1000 SITO sitopoint 2500,10000 sitopol 10000,5000,

89 Estensione del sistema software GeoGraph Interfaccia: Variazione ToolBox Introduzione voce di menù Struttura Granulare Introduzione nuove finestre di dialogo Aggiunta e variazione strutture dati con relative funzioni di introduzione, modifica e cancellazione: Struttura aggregazione Struttura granulare 89

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91 Caso di studio Modellazione dell Anagrafe dei siti inquinati regolata dal D.M. 471/99, a partire dal modello di dati adottato dalla Regione FVG che non gestisce gli aspetti spaziali 91

92 Siti contaminati 92

93 PROGETTAZIONE LOGICA Trasformazione dello schema concettuale ottenuto dalla progettazione concettuale in uno schema logico che rappresenti i dati in maniera corretta ed efficiente Non si tratta di una pura e semplice traduzione analisi delle prestazioni semplificazione della traduzione (alcune componenti non sono direttamente/facilmente traducibili) 93

94 Carico applicativo Schema ER Ristrutturazione dello schema E-R Modello logico Schema ER ristrutturato Traduzione nel modello logico Schema logico 94

95 Ristrutturazione È possibile ottimizzare lo schema di una base di dati attraverso un analisi delle prestazioni svolte a livello concettuale Le prestazioni possono essere analizzate sulla base di alcuni indicatori spazio: numero di occorrenze previste tempo: numero di occorrenze (di entità e relazioni) visitate durante un operazione 95

96 Attività di ristrutturazione Analisi delle ridondanze Eliminazione delle generalizzazioni Partizionamento/accorpamento di entità e relazioni Scelta degli identificatori primari 96

97 Traduzione A partire dal modello ristrutturato si può effettuare una vera e propria traduzione Idea di base: le entità diventano relazioni sugli stessi attributi le relazioni diventano relazioni sugli identificatori delle entità coinvolte (più eventuali attributi propri) o chiavi esterne delle entità coinvolte 97

98 Per tradurre i dati spaziali Il sistema UniGeoGraph: integrazione del sistema GeoGraph con un modulo che consente di tradurre il modello concettuale ottenuto in un corrispondente modello logico (di Oracle Spatial) La traduzione è effettuata utilizzando un opportuno insieme di regole Così come nel caso di GeoGraph, il linguaggio di programmazione usato è Java 98

99 Regole Le regole proposte garantiscono che lo schema logico ottenuto: sia in terza forma normale esprima le geometrie associate agli elementi del modello concettuale esprima i vincoli topologici esistenti tra tali geometrie 99

100 Regole di traduzione dello schema concettuale Trasformazione degli oggetti del modello concettuale in un insieme di oggetti relazionali Definizione degli oggetti che devono garantire i vincoli di integrità dei dati spaziali 100

101 Creazione delle tabelle/temi Per gli elementi non spaziali si segue il processo di traduzione dei modelli (E)ER in modelli relazionali Costrutti spaziali: le entità georeferenziate vengono modellate introducendo un attributo (colonna) di tipo SDO_GEOMETRY nelle relazioni corrispondenti le relazioni topologiche e le aggregazioni spaziali sono assimilate alle relazioni non spaziali 101

102 Specifiche dei vincoli di integrità Indici spaziali: associano alle istanze della relazione corrispondente ad una data entità georeferenziata il tipo di geometria specificato a livello concettuale Trigger di topologia: garantiscono i vincoli topologici imposti dalle relazioni topologiche di aggregazione spaziale: garantiscono i vincoli di aggregazione spaziale intero-parte introducendo una geometria fittizia Ghost 102

103 Indici spaziali e trigger Indici spaziali: Un indice per ogni tabella geometrica Trigger di topologia: Un trigger (inserimento e modifica) per ogni tabella che partecipa ad una relazione topologica Trigger di aggregazione: Un trigger (inserimento, modifica e cancellazione) per ogni tabella che partecipa ad una relazione aggregazione spaziale 103

104 Esempio Regione (0,N) (1,1) Contiene Città nome nome sindaco Regione (nome, geometria) Città (nome, sindaco, geometria, regione) con - un vincolo not null sull attributo regione in Città - un vincolo di chiave esterna da regione in Città a nome in Regione - due indici spaziali, associati uno all attributo geometria di Regione e uno all attributo geometria di Città - un trigger di topologia associato alla tabella Città 104

105 Costruzione della base di dati Connessione ed invio delle istruzioni PL/SQL prodotte al sistema Oracle Gestione degli eventuali errori di creazione: Visualizzazione della porzione di schema concettuale interessata dall errore notificato da Oracle 105

106 Caso di studio Creazione dello schema logico in Oracle 9i corrispondente al modello concettuale GeoGraph per la gestione delle risorse faunistico-venatorie in ambito regionale 106

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